工業(yè)電腦的前世與今生

工控電腦與我們平常所用的PC相比是一個(gè)完全不同的領(lǐng)域，盡管作為電腦來(lái)講他們有著相同的架構(gòu)，都遵循著馮諾依曼所規(guī)定的模式發(fā)展但由于他們最終的用戶不同所以他們分別向著完全不同的方向發(fā)展。

個(gè)人電腦主要為了滿足個(gè)人和家庭用戶的應(yīng)用需求，他有著相對(duì)較高的性能。但是先對(duì)于工業(yè)電腦來(lái)說(shuō)他的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。那就是他的無(wú)故障使用時(shí)間比較短，功耗很高，每瓦特性能也相對(duì)很低，而工業(yè)電腦的價(jià)格優(yōu)勢(shì)更是個(gè)人電腦所無(wú)法比擬的。尤其是采用IPC(基于PC總線的工業(yè)電腦)架構(gòu)的工業(yè)電腦，其通用性和無(wú)故障工作時(shí)間更是走在了整個(gè)業(yè)界的前列。

圖1

工業(yè)電腦經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展已經(jīng)根據(jù)最終工業(yè)用途的不同(應(yīng)用場(chǎng)合的不同)細(xì)分成了很多個(gè)子分支，包括IPC(基于PC總線的工業(yè)電腦)、PLC(可編程序控制器)、DCS(分散型控制系統(tǒng))、FCS(現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng))、CNC(數(shù)控系統(tǒng))等多種系列。而其中最紅火的要算是基于電腦總線的工業(yè)電腦--IPC了。今天走進(jìn)我們?cè)u(píng)測(cè)室的華北工控BIS--310工控機(jī)就是屬于這種基于電腦總線結(jié)構(gòu)的IPC工控機(jī)。

圖2

ICP工控機(jī)相對(duì)于其他工控機(jī)來(lái)說(shuō)擁有多種優(yōu)勢(shì)，首先，由于個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和ICP本身就是個(gè)人電腦的工業(yè)用途的特點(diǎn)，導(dǎo)致ICP可以選用的配件以及解決方案非常多種多樣;其次，由于有眾多的廠商從事個(gè)人電腦配件的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)工作，使其競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，而競(jìng)爭(zhēng)所導(dǎo)致的最終結(jié)果就是ICP配件的質(zhì)量不斷進(jìn)步和完善，工藝進(jìn)步速度非?？欤瑑r(jià)格也越來(lái)越低。正是由于有這樣的優(yōu)勢(shì)，ICP工控機(jī)已經(jīng)占領(lǐng)了工控領(lǐng)域95%的市場(chǎng)份額。

圖3

今天走進(jìn)我們?cè)u(píng)測(cè)室的華北工控BIS--310工控機(jī)是華北工控最新出品的工控機(jī)產(chǎn)品。華北工控作為中國(guó)工控行業(yè)的領(lǐng)頭羊企業(yè)，經(jīng)過(guò)多年來(lái)踏實(shí)的發(fā)展，已經(jīng)成為中國(guó)最知名的工控機(jī)品牌，其產(chǎn)品已經(jīng)成功打入美國(guó)市場(chǎng)。而今天進(jìn)入我們?cè)u(píng)測(cè)室的華北工控BIS-310就是華北工控最新出品的工控系列產(chǎn)品之一。

一顆奔騰的芯--華北工控BIS-310處理器介紹

首先我們來(lái)看看這款華北工控BIS--310所搭載的Intel ULV Celeron-M 600MHz處理器以及其所配套的Intel852GM+ICH4芯片組的各項(xiàng)規(guī)格。

600MHz處理器是Intel專為掌上設(shè)備以及工控機(jī)所推出的超低電壓處理器，憑借制程的不斷進(jìn)步，Intel已經(jīng)將相對(duì)過(guò)時(shí)的Celeron-M處理器打造成為一款非常強(qiáng)悍的移動(dòng)以及掌上平臺(tái)處理器。搭配其852GM主板，更是可以實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的Speed Step節(jié)電技術(shù)。而其所搭配的512K L2緩存也在另一方面增強(qiáng)了處理器的性能，使得這款處理器在低功耗的前提下提供了相對(duì)較高的性能。

圖5

省電能力這樣強(qiáng)悍的處理器當(dāng)然不是只在工業(yè)平臺(tái)出現(xiàn)。其實(shí)我們身邊也有很多采用這種超低電壓處理器的電子產(chǎn)品，例如前一段時(shí)間大火特火的UMPC就經(jīng)常采用這種處理器，并且實(shí)際的應(yīng)用證明，這種處理器還是可以滿足用戶的需求的。

圖6

下面讓我們來(lái)分析一下這款華北工控BIS--310另外一個(gè)重要組件，那就是Intel 852GM+ICH4芯片組。
Processor -- ULV Celeron M, clocked at 600MHz 400MHz
FSB(處理器：超低電壓版賽揚(yáng)600，400MHz前端總線)
Memory -- 200-pin SO-DIMM accepts up to 1GB SDRAM
(200/266)(內(nèi)存：200針SO-DIMM內(nèi)存，最大支持1G 200MHz/266MHz)
Storage -- 1 x EIDE (Ultra ATA-66) 1x Flash(存儲(chǔ)：1xEIDE接口 Ultra
ATA-66標(biāo)準(zhǔn)，1xFlash閃存卡)
Video:(顯示)
1/4/8/16/32/64MB frame buffer shares system memory(共享1/4/16/32/64MB系統(tǒng)內(nèi)存作為顯存)
Dual independent displays (CRT, LVDS)(CRT，LVDS雙獨(dú)立輸出)
Resolution 1920 x 1440 x 32 bpp at 85Hz; 1600 x 1200 x 32 bpp at
100Hz(支持1920*1440*32bpp 85Hz/1600*1200*32bpp 100Hz顯示模式)
VGA/LVDS interfaces(VGA/LVDS接口)
Audio -- Realtek AC97 (optional)(音頻：可選的Realtek AC97聲卡)
Networking -- 10/100 Ethernet(網(wǎng)絡(luò)：10/100M 自適應(yīng)以太網(wǎng)卡)
Other I/O ports:(其他輸入輸出端口)
PS/2 keyboard/mouse(PS/2鍵盤鼠標(biāo))
4 x COM ports (3 x RS-232; 1 x RS-232/422/485)(4個(gè)COM接口)
parallel printer port(打印機(jī)接口)
4 x USB 2.0(4個(gè)USB2.0接口)
GPIO (8-bit TTL input and 8-bit TTL output)(通用輸入/輸出：8比特TTL輸入/輸出)
Expansion -- CompactFlash Type II with DMA mode; PC/104 stack; mini PCI
(optional)
Power -- +5V or +12 VDC(電源：正5V或正12V直流電)
Dimensions -- 5.7 x 4.0 inches (146 x 102 mm)(尺寸：146*102毫米)
Operating temperature -- 0 to 60 deg. C(工作溫度：0-60攝氏度(無(wú)冷凝))

堅(jiān)硬的金屬盒子--華北工控BIS-310外觀介紹

圖7

華北工控BIS-310作為華北工控最新推出的工控機(jī)系列，由于其嵌入式處理器功率極小發(fā)熱量也極小，所以根本不需要散熱，從圖中我們可以看到小巧結(jié)實(shí)的機(jī)箱上沒(méi)有任何的散熱孔。這也是為了應(yīng)對(duì)工業(yè)環(huán)境中高粉塵污染的情況而設(shè)計(jì)的。這樣的設(shè)計(jì)可以保證華北工控BIS-310長(zhǎng)時(shí)間在高粉塵環(huán)境中正常工作。

圖8

而作為一款集成度非常高的工控機(jī)，華北工控BIS-310擁有非常小巧纖細(xì)的機(jī)體，重量?jī)H有1.49千克。非常適合對(duì)體積和重量要求苛刻的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用。

圖9

華北工控BIS-310的外殼采用全鋼外殼，絕對(duì)可以經(jīng)得起任何暴力的考驗(yàn)，即使用腳踩，用手敲也不會(huì)產(chǎn)生任何的變形，也不會(huì)對(duì)工控機(jī)的工作帶來(lái)任何的影響。

圖10

圖11

另外，這款華北工控BIS-310擁有所有我們比較常用的接口，包括鍵鼠接口，兩個(gè)USB接口，一個(gè)10/100M網(wǎng)絡(luò)接口，兩個(gè)COM口(其中一個(gè)為RJ45型com口)。這款工控機(jī)采用了電源外置的設(shè)計(jì)，在另外一方面減小了這款工控產(chǎn)品的發(fā)熱量。另外這款主板的擴(kuò)展能力還是非常出眾的，其可以擴(kuò)展為4個(gè)USB接口，4個(gè)com接口。

不輸于任何大廠做工--華北工控BIS-310拆解(一)

下面我們就來(lái)對(duì)這款華北工控BIS-310工控機(jī)進(jìn)行拆解，看看這個(gè)堅(jiān)硬的黑匣子里面到底有什么神器。

圖12

這就是我們前面提到的Intel ULV Celeron-M

600MHz超低電壓處理器以及所配套的852GM+ICH4芯片組主板。從圖片中我們可以看出這款主板的做工還是非常強(qiáng)悍的，這片主板沒(méi)有用到一個(gè)電解式電容，全部采用貼片元件以及鉭電容。其穩(wěn)定性以及質(zhì)量不言而易，絕對(duì)不是一般家用主機(jī)板可以比擬的。

圖13

雖然這顆芯片上面沒(méi)有任何的極光刻蝕，但是我們從芯片上方的標(biāo)簽可以看出這是一顆超低電壓版移動(dòng)賽揚(yáng)。雖然頻率只有600MHz但是由于搭配了512KL2緩存，其性能還是完全可以滿足各種工業(yè)用途的。

圖14

這是Intel的852GM主板芯片組，也正是他提供了雙獨(dú)立顯示輸出，可以同時(shí)接入兩臺(tái)顯示器。而他的另外一個(gè)特點(diǎn)就是功耗極低，并可以幫助超低電壓版賽揚(yáng)實(shí)現(xiàn)起SpeedStep節(jié)電功能，使得整個(gè)系統(tǒng)功耗達(dá)到一個(gè)難以想象的境界。

圖15

這是Intel的ICH4南橋，他為系統(tǒng)提供了各種輸入輸出接口，包括一個(gè)Flash閃存接口，一個(gè)EIDE硬盤接口，4個(gè)USB2.0接口以及4個(gè)COM接口等等。

不輸于任何大廠做工--華北工控BIS-310拆解(二)

圖16

這是華北工控BIS-310的網(wǎng)絡(luò)部分，我們可以看到它由一個(gè)TS6121C隔離變壓器，兩個(gè)振晶，以及一個(gè)CY284050XC高性能低EMI的時(shí)鐘發(fā)生器。這樣的配置可以保證網(wǎng)絡(luò)部分可以在高電磁干擾的環(huán)境中正常工作，其信號(hào)不會(huì)收到周圍環(huán)境的干擾。

圖17

這是一顆Realtek生產(chǎn)的ALC202A音頻芯片，他提供了符合AC97標(biāo)準(zhǔn)的音頻解碼能力，為這款華北工控BIS-310增添了音頻輸出的能力。

圖18

Winbond的W83627HG-AW是一顆SMART

I/O芯片，提供硬件監(jiān)控功能、支持軟驅(qū)、支持紅外端口、并口、鍵盤控制器、MIDI端口、游戲端口等功能。W83627H6-AW采用128針PQFP封裝。
測(cè)試成績(jī)以及說(shuō)明

關(guān)于這個(gè)測(cè)試結(jié)果，我們?cè)谶@里不得不說(shuō)一下，由于這款工控機(jī)采用的是相對(duì)比較低端的賽揚(yáng)600處理器，所以其性能當(dāng)然不能與現(xiàn)在的桌面平臺(tái)以及移動(dòng)平臺(tái)相比較(而這臺(tái)工控機(jī)的性能水平也確實(shí)和2003年左右的筆記本相當(dāng))，因?yàn)楣た貦C(jī)最主要的指標(biāo)是無(wú)故障工作時(shí)間，功耗以及抗干擾能力。所以這里所做的性能測(cè)試只是測(cè)試的一個(gè)輔助部分。

圖19 空載時(shí)華北工控BIS-310的功耗曲線圖

圖20 滿載時(shí)華北工控BIS-310的功耗曲線圖

那么既然這款工控機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于功耗，那我們就來(lái)看看這款工控機(jī)的功耗到底有多低。在進(jìn)行功耗測(cè)試的時(shí)候，我們得到了我們所期待的驚人的結(jié)果，整套系統(tǒng)在空載時(shí)候的功率僅為8瓦，而滿載也不過(guò)11瓦，其功耗控制能力完全可以用無(wú)與倫比來(lái)形容。要知道即使在不開(kāi)機(jī)的狀態(tài)下把電腦接上電源，其功耗也就和這個(gè)水平差不多(因?yàn)楝F(xiàn)在的電源通常具有-5V）

standby功能，在不開(kāi)機(jī)的情況下為主板的某些設(shè)備供電，以便實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒，鍵盤開(kāi)機(jī)等功能)。而且我們還要記得，這款工控機(jī)的變壓器和其他變壓器一樣是有一定損耗的，這也就是說(shuō)明這款工控機(jī)的實(shí)際功耗只會(huì)比這個(gè)數(shù)值更低。

總結(jié)：華北工控BIS-310—兼容和性能的完美平衡

這是一款非常有特點(diǎn)的工業(yè)電腦--無(wú)風(fēng)扇、零噪音、發(fā)熱低、體積小、抗摔、抗震、防電磁輻射、重量輕、堅(jiān)硬、低功耗、耐熱耐寒。這樣的工控機(jī)是完全經(jīng)得起任何工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)酷考驗(yàn)的。

通過(guò)對(duì)華北工控BIS-310的測(cè)試，我們可以得出一個(gè)非常確定的結(jié)論。這是一款非常成熟以及成功的工控產(chǎn)品。他不僅繼承了IPC系列工控產(chǎn)品成本低廉的巨大優(yōu)勢(shì)，更在發(fā)熱量、功耗以及防護(hù)方面表現(xiàn)出色。這樣的一款工控產(chǎn)品完全可以適應(yīng)大多數(shù)企業(yè)以及工廠的需要。而其長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上的無(wú)故障工作時(shí)間更是進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的有力保障(普通的桌面平臺(tái)能有個(gè)1萬(wàn)小時(shí)就已經(jīng)算是質(zhì)量頂尖了)，這與他優(yōu)秀的做工以及采用了CF卡為存儲(chǔ)設(shè)備不無(wú)關(guān)系(傳統(tǒng)的硬盤雖然經(jīng)過(guò)了多年的努力，但是在可靠性上還是不夠完美)。

總體說(shuō)來(lái)，華北工控的BIS-310工控機(jī)秉承了華北工控一貫嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖龉ぃ耆w現(xiàn)出了Intel頂尖的設(shè)計(jì)實(shí)力，將ULV賽揚(yáng)處理器的高效率，低功耗體現(xiàn)的淋漓盡致，并且其堅(jiān)固的外殼使得這款工控機(jī)有著小強(qiáng)一般堅(jiān)毅的體質(zhì)。完全可以適應(yīng)廣大工廠企業(yè)的需要。而且由于采用了通用處理器，所以這款工控機(jī)對(duì)于各種軟件都有著非常好的兼容性，使得為其開(kāi)發(fā)軟件和購(gòu)買軟件都是一件極為輕松的事情，而不用像那些實(shí)用嵌入式處理器的工控機(jī)那樣在兼容性問(wèn)題上傷透腦筋。